水輪發電機的穩定執行,讓“電”從一個實驗室裡的新奇玩意,變成了觸手可及的實用動力。
格物院的燈火因此比往日晚熄了一個時辰,匠師們就著明亮的燈光打磨零件、繪製圖紙,效率大增。
連負責廚房的劉嬸都分到了一盞小燈,切菜再不怕傷到手了。
然而,葉明並不滿足於此。
“電,不該隻是格物院牆內的便利。”
六月底的一次例會上,他提出了新想法,“它應該走到更廣闊的地方去,讓更多人感受到它的好處。如此,人們纔會真正理解和支援我們做的這一切。”
顧慎挑眉:“你想把電接到外麵去?接到哪兒?怎麼接?”
“就從格物院開始,接出一條線,點亮附近的街道,或者……直接接到東市最熱鬨的坊口。”
葉明在桌上鋪開一張粗略的京城草圖,“東市商鋪林立,夜市興旺,但靠燈籠油燭照明,既費錢又有火患。若我們能架起幾盞穩定的電燈……”
“那可是京城繁華之地!”
蘇文謙立刻意識到其中的商機,“若真能亮如白晝,夜市的生意怕是要翻幾番。隻是……供電怎麼解決?從通惠河那邊拉線過來?少說也有七八裡地!”
“正是要解決遠距離輸電。”
葉明點頭,“這是比發電更大的挑戰。電線上路中走得越遠,損耗就越大。我們需要找到減少損耗的方法,也需要設計一套簡單的‘電網’,哪怕隻是點對點、直流低壓的。”
這個任務比製造發電機更讓人頭疼。
直流電的電壓衰減是硬傷。
格物院的銅線存貨在之前的電報線路建設中已消耗大半,若要鋪設一條七八裡長的供電線路,銅料的耗費將極為驚人,而且很可能線頭電壓十伏,到了東市隻剩下一兩伏,根本點不亮燈。
一連幾天,議事堂裡爭論不休。
“提高發電電壓!”林致遠主張,“水輪發電機現在輸出二十伏,如果我們改造線圈,把電壓提升到……五十伏,甚至一百伏!同樣的功率下,電流減小,線路損耗就跟著減小。”
“電壓太高危險!”胡師傅反對,“絕緣怎麼辦?咱們現在的電線隻是棉紗桐油包裹,一百伏電壓很可能擊穿,雨天更危險。而且,普通燈泡也承受不了那麼高的電壓。”
“那用粗銅線!降低電阻!”另一個學徒說。
“銅料昂貴,七八裡長的粗銅線,造價怕是要上天,戶部絕不會批。”蘇文謙搖頭。
就在眾人一籌莫展之際,一直盯著炭盆裡劈啪作響炭塊的徐壽,忽然慢悠悠地開口:“既然提高電壓怕危險,加粗銅線又太貴……我們何不‘偷梁換柱’?”
眾人看向他。徐壽用火鉗夾起一塊燒紅的炭:“此物導電否?”
“炭……導電,但遠不如銅。”林致遠回答。
“是了。銅線昂貴,是因需提純鍛打。若我們尋一種雖不如銅,但遍地皆是、價格低廉之物,取其長,補其短呢?”
徐壽放下火鉗,“比如,用價格低廉的鐵線作為主乾,隻在末端使用者接入處,換用一小段優質銅線。又或者……效仿那‘多層複合甲’,以鐵為芯,外覆薄銅,既保證導電,又節省銅料。”
“鐵芯銅包線?”葉明眼睛一亮。這思路類似於後世的銅包鋼線,雖然效能打折扣,但在特定條件下是可行的折中方案。
“可以試試!另外,我們還需要在沿途設定‘升壓’和‘降壓’站點。發電機輸出較高電壓,用較細的銅包鐵線傳輸,到了東市附近,再用簡易的‘變壓器’將電壓降下來,供給電燈使用。”
“變壓器?”又是一個新詞。
葉明簡單解釋了電磁感應中電壓與線圈匝數的關係。
“我們做一個鐵芯,上麵繞兩組線圈,輸入線圈匝數多,輸出線圈匝數少,就能把電壓降下來。反過來也能升壓。雖然直流電不能直接變壓,但我們可以……在發電機輸出端和使用者端,各加一套轉換裝置。”
這個“轉換裝置”的設想更加複雜。他們最終設計了一套笨拙但有效的係統:發電機發出直流電,驅動一個由電磁鐵和銜鐵組成的“斷續器”,將直流電變成脈動電流,然後通過一個簡易的鐵芯線圈進行電壓變換,再通過另一個斷續器和整流裝置,變回適合燈泡的直流電。
整個過程效率低得可憐,損耗巨大,但對於這個驗證性質的試點來說,夠用就行。
七月初,技術路線基本確定。葉明親自寫了一份詳細的奏陳,闡述了“京師東市試點公共照明”的設想,重點強調其“利商、便民、顯國朝新氣象”的意義,並附上了節省銅料的方案和初步預算。
太子李承澤對此頗感興趣。如今邊關穩、鐵路通、電報靈,朝廷正需要一些“祥和昌明”的景象來彰顯治世。
點亮東市夜景,無疑是個絕佳的宣傳。
他召見了戶部、工部官員和葉明,最終拍板:由內帑和市舶司關稅中撥出一筆專款,工部調撥材料人手,格物院負責技術總成,以“慶賀秋收、與民同樂”的名義,實施“東市亮燈試點工程”。
有了朝廷的支援,工程迅速啟動。通惠河邊的水輪發電機工坊進行了擴容,增加了一台發電機,並將輸出電壓提升至四十八伏。
第一批“銅包鐵線”在格物院的工棚裡拉製出來——將鍛打好的細鐵絲通過特製的模具,在高溫下包覆上一層薄薄的銅皮。雖然工藝粗糙,成品電阻率比純銅高不少,但成本僅為純銅線的三成。
七月中旬,線路開始鋪設。工部的匠人沿著相對僻靜的街巷,豎起了比電報線杆更粗壯的木杆,架設起兩條平行的銅包鐵線(正負極)。
沿途設定了三個簡陋的“穩壓亭”,裡麵是碩大的鉛酸蓄電池組和電壓調節裝置,用於平滑電壓波動並在夜間水車動力不足時提供補充。
最引人注目的是東市坊口廣場上立起的五根高高的杉木燈杆。
燈杆頂端,安裝著特製的“廣場燈”——玻璃燈罩更大,裡麵不是一根竹絲,而是三根並聯的碳化竹絲燈芯,亮度遠超室內小燈。
整個七月,京城百姓都在熱議這個奇景。看著那一根根木杆立起,看著粗粗的“包銅鐵索”架到頭頂,人們充滿了好奇與猜測。
“聽說是格物院弄的‘天燈’,不用火油,自己就能亮!”
“胡扯吧,不用火哪來的光?怕不是障眼法。”
“我二舅在工部當差,說那是用電,跟電報一個理兒……”
“電?打雷那個電?我的天爺,那不是引天雷下來嗎?多危險!”
議論紛紛中,工程接近尾聲。八月初三,一切準備就緒。驗收安排在傍晚。
這天,東市比往常收市更晚,許多百姓和商販都特意留下,想親眼看看這“不用火的燈”到底能不能亮。坊口廣場被圍得水泄不通,五城兵馬司不得不加派人手維持秩序。
葉明、徐壽、顧慎等人站在廣場中央臨時搭起的木台旁,身邊是控製閘刀和儀表的木箱。太子李承澤也微服而至,在附近的茶樓雅間觀看。
天色漸暗,最後的霞光隱冇在西山之後。燈籠和油燭逐次點亮,發出昏黃搖曳的光。
“時辰到。”葉明看向徐壽。
徐壽深吸一口氣,對操作員點了點頭。操作員是一名格外沉穩的老工匠,他握住那柄碩大的木製閘刀手柄,用力向上推去。
哢嚓!
閘刀合攏的聲音並不大,但在眾人屏息凝神的期待中,卻顯得格外清晰。
刹那間——彷彿星辰墜落人間——五根燈杆頂端的玻璃罩內,三根並排的碳化竹絲,由暗到明,迅速綻放出穩定、明亮、白中透黃的耀眼光芒!
光芒灑下,將下方方圓十幾丈的廣場照得一片通明,連石板縫隙都清晰可見。原本在油燈下顯得有些模糊的人臉、貨攤、招牌,此刻都顯得格外鮮明生動。
“亮了!真亮了!”
“老天爺!真不用火!”
“好亮!比我家所有燈籠加起來還亮!”
人群在經過短暫的死寂後,爆發出巨大的驚歎和歡呼聲。
許多人仰著頭,張著嘴,癡癡地看著那從未見過的明亮光源。孩童們興奮地指著燈光又叫又跳。一些老人則揉著眼睛,不敢相信。
廣場周圍的商鋪掌櫃們更是激動。他們的招牌在燈光下一清二楚,店鋪裡也亮堂了許多,原本打算打烊的生意,又紛紛重新開張。
賣小吃的、雜耍的、賣夜宵的攤販,迅速向燈光照亮的核心區域聚集,一個前所未有的明亮夜市,自然而然地形成了。
茶樓上,李承澤看著下方燈火通明、人流如織、熱鬨非凡的景象,臉上露出了滿意的笑容。
“光明所至,人氣彙聚,百業興旺。此燈之利,可見一斑。”
葉明仰望著那五團穩定燃燒的光源,心中也充滿了成就感。
這光芒雖然微弱,隻是電力應用邁出的極小一步,但它照亮的不隻是東市的夜晚,更是許多人心中對“格物”、對“新學”的認知。
“這隻是開始。”他對身邊的徐壽和顧慎低聲道,“將來,我們要讓這樣的光,照亮更多街巷,照亮書院,照亮工坊,甚至照亮尋常百姓的家。”
“那得發多少電,鋪多少線啊。”顧慎感歎。
“一步一步來。”葉明笑道,“至少今晚,我們證明瞭,這條路,能走通。”
燈光下,人們的臉龐洋溢著驚奇與喜悅。
電,這個曾經隻存在於雷電和摩擦起電中的神秘力量,第一次以如此溫和而實用的方式,走入了尋常百姓的視野。它不再可怕,而是帶來了光明、熱鬨與希望。
東市的這一夜,註定會被許多人銘記。